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章末综合检测(三) 金属及其化合物
一、选择题：本题包括8小题，每小题只有一个选项最符合题意。
1．(2021·山西运城高三调研《) 新修本草》中关于“青矾”的描述：“本来绿色，新出窟未
见风者，正如琉璃，烧之赤色”。据此推测，“青矾”的主要成分为( )
A．CuSO ·5H O B．FeSO ·7H O
4 2 4 2
C．ZnSO·7H O D．KAl(SO )·12H O
4 2 4 2 2
B [“青矾”本来绿色，……，烧之赤色，说明“青矾”灼烧过程由绿色变成红色，据此
推知“青矾”可能是FeSO ·7HO。]
4 2
2．(2020·北京顺义区期末)下列关于钠、铝、铁、铜和氧气的反应，不正确的是( )
A．铁在氧气中燃烧，产物为Fe O
2 3
B．钠在空气中易被氧化，所以应该保存在煤油中
C．铝表面很容易被氧气氧化，生成致密的氧化物保护膜
D．铜可以在加热的条件下和氧气反应，生成氧化铜
A [铁在氧气中燃烧生成Fe O，A项错误。]
3 4
3．(2021·河南鹤壁一中检测)下列反应中，反应后固体物质增重的是( )
A．氢气通过灼热的CuO粉末
B．二氧化碳通过NaO 粉末
2 2
C．铝与Fe O 发生铝热反应
2 3
D．将锌粒投入Cu(NO ) 溶液
3 2
B [氢气通过灼热的CuO粉末发生的反应为CuO＋H=====Cu＋HO，固体由CuO变
2 2
为Cu，反应后固体质量减小，A项错误；二氧化碳通过NaO 粉末发生的反应为2NaO ＋
2 2 2 2
2CO===2Na CO ＋O ，固体由NaO 变为NaCO ，反应后固体质量增加，B项正确；铝与
2 2 3 2 2 2 2 3
Fe O 发生铝热反应，化学方程式为2Al＋Fe O=====Al O＋2Fe，反应前后各物质均为固体，
2 3 2 3 2 3
根据质量守恒定律知，反应后固体质量不变，C项错误；将锌粒投入Cu(NO ) 溶液发生的反
3 2
应为Zn＋Cu(NO )===Zn(NO)＋Cu，固体由Zn变为Cu，反应后固体质量减小，D项错误。]
3 2 3 2
4．(2021·河南洛阳一中检测)用如图所示实验装置进行相关实验探究，其中装置不合理
的是( )
A．鉴别纯碱与小苏打
B．证明NaO 与水反应放热
2 2
C．证明Cl 能与烧碱溶液反应
2
D．探究钠与Cl 反应
2
A [鉴别纯碱与小苏打，试管口略向下倾斜，且铁架台的铁夹要夹在离试管口的三分之一处，故此实验装置错误，A项错误；过氧化钠与水反应放出大量热，则脱脂棉燃烧，B项正
确；氯气与烧碱溶液反应时，锥形瓶中氯气被消耗，压强减小，气球会变大，C项正确；氯气与
钠反应时，尾气端一定要加上蘸有碱液的棉花除去尾气中残留的氯气，避免氯气污染环境，D
项正确。]
5．(2021·安徽六校教育研究会联考)已知A、B、D、E均为中学化学
中的常见物质，它们之间的转化关系如图所示(部分产物略去)，则下列
有关物质的推断不正确的是( )
A．若A是铁，则E可能为稀硝酸
B．若A是AlCl 溶液，E可能是氨水
3
C．若A是CuO，E是碳，则B为CO
D．若A是NaOH溶液，E是CO，则B为NaHCO
2 3
B [铁与过量稀硝酸反应生成Fe(NO )，与少量稀硝酸反应生成Fe(NO )，Fe(NO ) 与
3 3 3 2 3 3
铁生成Fe(NO )，Fe(NO ) 与稀硝酸生成Fe(NO )，A项正确；AlCl 溶液与氨水反应，无论氨
3 2 3 2 3 3 3
水是否过量均生成Al(OH) 沉淀，B项错误；CuO与过量碳反应生成Cu和CO，与少量碳反
3
应生成Cu和CO，CO和CO 之间可相互转化，C项正确；NaOH溶液与过量CO 反应生成
2 2 2
NaHCO ，与少量CO 反应生成NaCO，NaHCO 和NaCO 之间可相互转化，D项正确。]
3 2 2 3 3 2 3
6．(2021·山西应县检测)新版人民币的硬币采用镍合金，工业上利用镍矿提取镍的一种
流程如下：
已知：镍的金属活动性介于铁和铜之间。下列说法不正确的是( )
A．将镍矿粉碎可以加快“酸浸”速率
B．NaClO的作用是氧化Fe2＋
C．NaFe(SO ) (OH) 中，x＋2y＝n＋2m
x y 4 m n
D．工业上可以用热还原法炼镍
C [将镍矿粉碎，可以增大与硫酸接触面积，加快“酸浸”速率，A项正确；NaClO具有
强氧化性，可将酸浸液中Fe2＋氧化成Fe3＋，B项正确；Na、Fe的化合价分别为＋1价、＋3价，
根据NaFe(SO ) (OH) 中各元素化合价代数和为0推知，x＋3y＝n＋2m，C项错误；镍的金
x y 4 m n
属活动性介于铁和铜之间，而工业上常采用热还原法冶炼铁和铜，据此推知，可用热还原法
冶炼镍，D项正确。]
7．(2021·山东师大附中一模)实验室可利用硫酸厂废渣(主要成分为铁的氧化物及少量
FeS、SiO 等)制备聚铁和绿矾(FeSO ·7H O)，聚铁的化学式可表示为[Fe (OH) (SO ) ] ，主
2 4 2 2 n 4 3－0.5n m
要工艺流程如下：下列说法错误的是( )
A．炉渣中FeS与稀硫酸和氧气反应的离子方程式为：4FeS＋3O ＋12H＋===4Fe3＋＋
2
4S↓＋6HO
2
B．气体M的成分是SO ，通入HO 溶液得到硫酸，可循环使用
2 2 2
C．向溶液X中加入过量铁粉，充分反应后过滤得到溶液Y，再经蒸干即得绿矾
D．溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数，若其pH偏小，将导致聚铁中铁的质量分数
偏小
C [炉渣中FeS与稀硫酸和氧气反应生成硫单质、硫酸铁和水，反应的离子方程式为
4FeS＋3O＋12H＋===4Fe3＋＋4S↓＋6HO，A项正确；气体M的成分是SO ，通入HO 溶液
2 2 2 2 2
得到硫酸，可循环使用，B项正确；溶液X中加入过量铁粉，铁和硫酸铁溶液反应生成硫酸亚
铁，通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到绿矾，C项错误；若溶液Z的pH偏小，则聚铁中生成
的氢氧根离子的含量减少，硫酸根离子的含量偏大，将导致聚铁中铁的质量分数偏小，D项
正确。]
8．(2021·北京门头沟区一模)某小组在Fe2＋检验实验中观察到异常现象，为探究“红色
褪去”的原因，进行如下实验：
编号 实验步骤 现象
溶液先变红，片刻后红
实验Ⅰ 色褪去，有气体生成(经
检验为O)
2
将实验Ⅰ褪色后的溶液分三份分别进行实验
①无明显现象
实验Ⅱ ②溶液变红
③产生白色沉淀
①溶液变红，一段时间
为进一步探究“红色褪去”的原因，又进行以
实验Ⅲ 后不褪色
下实验
②无白色沉淀产生①
②取反应后的溶液，滴加盐酸和BaCl 溶液
2
分析上述三个实验，下列叙述不正确的是( )
A．在此实验条件下HO 氧化Fe2＋的速率比氧化SCN－的速率快
2 2
B．通过实验Ⅱ推出实验Ⅰ中红色褪去的原因是由于SCN－被氧化
C．通过实验Ⅰ和实验Ⅲ对比推出红色褪去只与HO 的氧化性有关
2 2
D．综上所述，实验Ⅰ中红色褪去的原因与化学平衡移动原理无关
D [对比实验Ⅰ和Ⅱ可知，HO 可将Fe2＋、SCN－氧化，由于实验Ⅰ中溶液先变红，片刻
2 2
后红色褪去，说明HO 氧化Fe2＋的速率比氧化SCN－的速率快，A项正确；实验Ⅱ中滴加盐
2 2
酸和BaCl 溶液，产生白色沉淀，该沉淀应为BaSO，说明SCN－被氧化生成了SO，B项正确；
2 4
对比实验Ⅰ和Ⅲ，说明O 不能将SCN－氧化为SO，溶液红色褪去是由于SCN－被HO 氧化
2 2 2
生成了SO，C项正确；实验Ⅰ中存在平衡：Fe3＋＋3SCN－ ⇌Fe(SCN)
3
，SCN－被H
2
O
2
氧化生成
SO，平衡逆向移动，溶液的红色逐渐褪去，D项错误。]
二、非选择题：本题包括3个小题。
9．(2021·安徽蚌埠质检)实验室由铁泥(主要成分为铁的氧化物)制备软磁性材料αFe O。
2 3
其主要实验流程如下：
→→→→……→αFe O
2 3
(1)酸浸。用一定浓度的HSO 溶液浸取铁泥中的铁元素。若其他条件不变，实验中采取
2 4
下列措施能提高铁元素浸出率的有________(填序号)。
A．适当升高酸浸温度
B．适当缩短酸浸时间
C．适当加快搅拌速度
(2)还原。向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉，使Fe3＋完全转化为Fe2＋。“还原”过程
中除生成Fe2＋外，还会生成________(填化学式)；检测Fe3＋是否还原完全的实验操作是
________________________________________________________________________。
(3)除杂。向“还原”后的滤液中加入NH F溶液，使Ca2＋转化为CaF 沉淀除去。若溶液
4 2
的pH偏低，将会导致CaF 沉淀不完全，其原因是______________________________。
2
[K (CaF )＝5.3×10－9、K(HF)＝6.3×10－4]
sp 2 a
(4)沉铁。将提纯后的FeSO 溶液与NH ·H O－NH HCO 混合溶液反应，生成FeCO 沉淀。
4 3 2 4 3 3
生成FeCO 沉淀的离子方程式为_____________________________________。
3答案 (1)AC
(2)H 取少量清液，向其中滴加几滴KSCN溶液，观察溶液颜色是否呈红色
2
(3)pH偏低形成HF，导致溶液中F－浓度减小，CaF 沉淀不完全
2
(4)Fe2＋＋HCO＋NH ·H O===FeCO ↓＋NH＋HO或Fe2＋＋HCO＋NH ===FeCO ↓＋
3 2 3 2 3 3
NH
10．(2021·河南部分重点校联考)草酸铅(PbC O)是某医药的中间体，以废旧铅酸电池的
2 4
铅膏(PbO、PbO 、PbSO )为原料，制备草酸铅的工艺流程如下：
2 4
――→ComComCom
binbinbin
已知：①PbO 具有强氧化性，稀硝酸不能氧化HO。
2 2
②PbO可溶于稀硝酸。
回答下列问题：
(1)步骤①的目的是“脱硫”，即将PbSO 转化为PbCO ，“脱硫”
4 3
过程可在如图所示的装置中进行。仪器 X的名称是________，“脱
硫”时适宜温度为35 ℃，则可采用的加热方式是______________。
(2)步骤③中HO 的作用是_________________________，
2 2
该反应的离子方程式为_________________________________；
溶解PbO的离子方程式为______________________________。
(3)已知：得到的PbC O 样品中不可能含有碱式碳酸铅[2PbCO ·Pb(OH) ]，二者受热都易
2 4 3 2
分解生成PbO。请完成如下实验，证明该样品中不存在碱式碳酸铅。
实验步骤 实验现象
取一定量干燥的样品，
__________________________________
______________________________________
(4)测定制得的草酸铅固体的纯度：称取5.90 g PbC O 固体，酸溶后配制成250 mL溶液，
2 4
然后量取25.00 mL该溶液，用0.05 mol·L－1的EDTA(Na HY)标准溶液滴定(Pb2＋＋HY2－
2 2 2
===PbY2－＋2H＋，杂质不反应)，至滴定终点时消耗EDTA标准溶液28.00 mL。则草酸铅的纯
度为________；若滴定完成时，发现滴定管内有气泡，测定结果将________(填“偏高”“偏
低”或“不变”)。
解析 (1)仪器X的名称为三颈烧瓶；根据“脱硫”时适宜温度为35 ℃，所以采用温水
浴加热。
(2)PbO 具有强氧化性，能够将双氧水氧化，加双氧水的目的是将PbO 还原为Pb2＋，反
2 2
应的离子方程式为PbO ＋2H＋＋HO===Pb2＋＋2HO＋O↑；根据已知信息②可知PbO溶
2 2 2 2 2
解的离子方程式为PbO＋2H＋===Pb2＋＋HO。
2
(3)二者受热都易分解生成PbO，根据元素守恒可知，碱式碳酸铅分解可以生成水，利用
无水硫酸铜不变蓝色，证明样品中没有碱式碳酸铅。
(4)根据Pb2＋＋HY2－===PbY2－＋2H＋，消耗EDTA标准溶液28.00 mL，则n(PbC O)＝
2 2 4
n(Pb2＋)＝n(H Y2－)＝0.028 L×0.05 mol·L－1，则250 mL溶液中n(PbC O)＝0.028 L×0.05
2 2 4
mol·L－1×，因此草酸铅的纯度＝×100%＝70%；若滴定完成时发现滴定管内有气泡，则滴定过程中实际消耗的EDTA标准液体积大于滴定管测得的体积，导致测定结果偏低。
答案 (1)三颈烧瓶 温水浴(或水浴加热)
(2)将PbO 还原为Pb2＋ PbO ＋2H＋＋HO===Pb2＋＋2HO＋O↑ PbO＋2H＋===Pb2＋
2 2 2 2 2 2
＋HO
2
(3)加热样品使其分解，将产生的气体通过装有无水硫酸铜的干燥管 无水硫酸铜不变
蓝色
(4)70% 偏低
11．(2020·北京房山区二模)某小组用实验Ⅰ验证Fe (SO ) 与Cu的反应，观察到了异常
2 4 3
现象，决定对其进行深入探究。
实验Ⅰ：
(1)Fe (SO ) 溶液常温下呈酸性的原因是____________________________________。
2 4 3
(2)Fe (SO ) 与KSCN溶液反应的离子方程式为_______________________________。
2 4 3
(3)实验前，小组同学预测经过步骤2后溶液不应该呈现红色，依据是_______________。
(4)实验小组对白色沉淀的产生进行了深入探究
查阅资料：ⅰ.CuSCN为难溶于水的白色固体。
ⅱ.SCN－被称为拟卤素离子，性质与卤素离子相似
经过实验测定白色固体为CuSCN，查阅资料后小组同学猜测CuSCN的生成有如下两种
可能
猜测1：Cu2＋与KSCN发生了氧化还原反应
猜测2：亚铁离子将其还原Cu2＋＋Fe2＋===Cu＋＋Fe3＋ Cu＋＋SCN－===CuSCN↓
为证实猜想小组同学做了实验Ⅱ和Ⅲ。
(FeSO 和CuSO 溶液浓度为0.1 mol/L，KSCN溶液浓度为0.4 mol/L)
4 4
实验序号 对比实验及试剂 实验步骤 实验现象
加入1 mL 开始时溶液的上方变为红
KSCN溶 色，一段时间后红色向下蔓
液 延，最后充满整支试管
Ⅱ
加入1 mL
KSCN溶 溶液变成绿色
液
①猜测1的离子方程式___________________________________________；
②实验Ⅱ中试管________(填字母)中的现象可以证实猜测1不成立。
实验序号 对比实验及试剂 实验步骤 实验现象加入2 mL
溶液变为淡蓝色
CuSO 溶液
4
溶液的上层变为红色，有
再加入1 mL
白色沉淀发生，一段时间
KSCN溶液
后整支试管溶液呈红色
加入4 mL
溶液变为淡蓝色
CuSO 溶液
4
溶液的上层变为红色，有
Ⅲ 再加入1 mL 白色沉淀产生，一段时间
KSCN溶液 后整支试管溶液呈浅红
色
加入2 mL
溶液变为淡蓝色
CuSO 溶液
4
溶液的上层变为红色，有
再加入1 mL 白色沉淀产生，一段时间
KSCN溶液 后整支试管溶液呈深红
色
(5)Fe3＋的氧化性本应强于Cu2＋，结合实验Ⅲ中的现象解释Cu2＋＋Fe2＋===Cu＋＋Fe3＋能
正向发生的原因是___________________________。
(6)实验小组查阅资料并讨论后得出：溶液中离子在反应时所表现的氧化性强弱与相应
还原产物的价态和状态有关。由此分析生成CuSCN沉淀使Cu2＋的氧化性增强，并补充实验
进一步证明。补充的实验是________________________________。
解析 (1)Fe (SO ) 是强酸弱碱盐，Fe3＋发生水解反应而使溶液呈酸性。
2 4 3
(2)Fe (SO ) 和KSCN溶液反应生成易溶于水的弱电解质Fe(SCN) ，该反应是可逆反应，
2 4 3 3
离子方程式为Fe3＋＋3SCN－ ⇌Fe(SCN)
3
。
(3)2 mL 0.05 mol/L Fe (SO ) 溶液中含1×10－4 mol Fe (SO )，0.15 g铜粉约为0.002 34
2 4 3 2 4 3
mol，二者发生反应：Fe (SO )＋Cu===2FeSO＋CuSO ，二者反应后铜粉剩余，溶液中应不含
2 4 3 4 4
Fe3＋，滴加KSCN溶液后，溶液不应呈现红色。
(5)从平衡移动角度分析反应发生的原因，SCN－与Cu＋形成CuSCN沉淀，SCN－与Fe2＋、
Fe3＋、Cu＋形成配合物，大大降低了Cu＋和Fe3＋的浓度，使反应Cu2＋＋Fe2＋===Cu＋＋Fe3＋正
向移动。
(6)分析生成CuSCN沉淀使Cu2＋的氧化性增强，可以设计成对比实验：在两支试管中分
别加入等体积、等浓度FeSO 溶液，再加入等体积、等浓度CuSO 溶液，最后加入等体积、不
4 4
同浓度KSCN溶液，根据溶液中颜色深浅进行验证。也可以设计成双液原电池，利用石墨作
电极，两个烧杯中分别加入等浓度CuSO 、FeSO 溶液，再在CuSO 溶液中滴加浓KSCN溶液，
4 4 4
根据滴加溶液前后，电流计指针的偏转程度进行验证。
答案 (1)Fe3＋＋3H
2
O⇌Fe(OH)
3
＋3H＋，Fe3＋水解显酸性(2)Fe3＋＋3SCN－ ⇌Fe(SCN)
3
(3)依据反应Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，Cu粉过量不应有Fe3＋存在
(4)①2Cu2＋＋4SCN－===2CuSCN↓＋(SCN) ↑
2
②B
(5)由于SCN－与Cu＋形成沉淀以及SCN－与Fe2＋、Fe3＋、Cu＋形成配合物，大大降低了产
物中Cu＋和Fe3＋的浓度，使得该反应平衡得以正向移动
(6)答案不唯一，合理即可得分，可设计对比实验
对比实验及试剂 实验步骤 实验现象
加入4 mL 0.1 mol/L CuSO 溶液 一段时间后整支试
4
再加入1 mL 0.4 mol/L KSCN溶液 管溶液呈红色
一段时间后整支试
加入4 mL 0.1 mol/L CuSO 溶液
4
管溶液比F试管颜
再加入1 mL 1 mol/L KSCN溶液
色更深
也可设计成原电池装置
在左侧烧杯中滴入1滴浓度较大的硫氰化钾溶液，在滴入前与滴入后记录电压表(或电
流计)示数的变化
